Antocijani SAŽETAK

Antocijani i flavonoidi

Antocijani su grupa biljnih pigmenata topivih u vodi koji pripadaju flavonoidima. Odlikuju se karakterističnim $C_6C_3C_6$ kosturom, a u prirodi se pojavljuju kao glikozidirani polihidroksi i polimetoksi derivati flavilium kationa. Glikozidi su stabilniji i topljiviji u vodi od svojih aglikona (nešećernih dijelova) koji se nazivaju antocijanidini. Među najznačajnijim antocijanidinima u hrani su Pelargonidin, Cianidin, Delfinidin, Peonidin, Petunidin i Malvidin.

Boja antocijana rezultat je pobude molekule svjetlom, što ovisi o mobilnosti elektrona i prisutnosti dvostrukih veza. Intenziteti boja variraju od narančaste i crvene do plave, ovisno o supstituentima na aglikonu. Povećana hidroksilacija općenito smanjuje stabilnost pigmenta, dok povećana metilacija i glikozilacija stabilnost povećavaju.

Strukturne transformacije i pH

Boja antocijana izrazito ovisi o $pH$ vrijednosti medija. U vodenom mediju antocijani postoje u četiri ravnotežna oblika: crveni flavilium kation ($AH^+$) pri niskom $pH$, plava kinoidalna baza ($A$) pri višim vrijednostima, te bezbojna karbinolna pseudobaza ($B$) i bezbojni halkon ($C$). Pri $pH$ vrijednostima od $4,0$ do $5,0$ antocijani su gotovo bezbojni, no taj proces je reverzibilan snižavanjem $pH$ vrijednosti.

Na stabilnost ovih pigmenata u hrani utječu i visoka temperatura (uzrokuje hidrolizu i posmeđivanje), prisutnost kisika te askorbinska kiselina koja može indirektno potaknuti degradaciju stvaranjem vodik peroksida ($H_2O_2$). Metali poput $Ca$, $Al$, $Fe$ i $Sn$ mogu stabilizirati boju stvaranjem kompleksa, dok sumpor dioksid ($SO_2$) uzrokuje reverzibilni gubitak boje vezanjem na $C-4$ položaj.

Betalaini i enzimske reakcije

Betalaini su grupa pigmenata koja uključuje crvene betacijane i žute betaksantine. Topivi su u vodi i u biljkama se nikada ne pojavljuju istovremeno s antocijanima. Za razliku od antocijana, na boju betalaina $pH$ nema znatan utjecaj unutar intervala od $4,0$ do $7,0$. Svi betalaini su derivati diazaheptametin kationa i kondenzati amina s betalaminskom kiselinom. Najpoznatiji su betalaini cikle, poput betanina i vulgaksantina.

Enzimska degradacija pigmenata odvija se pod utjecajem glikozidaza, koje hidroliziraju glikozidne veze, te polifenoloksidaza, koje oksidiraju antocijane u prisustvu kisika i o-difenola. Betalaini su osjetljivi na toplinu i kisik, a njihova stabilnost raste u odsustvu svjetla i uz prisutnost antioksidansa poput askorbinske kiseline.

Pigmenti mesa i mioglobin

Pigmentacija mesa većinom ovisi o mioglobinu ($90\,\%$, purpurno crvena boja) i hemoglobinu ($5-30\,\%$). Mioglobin je kompleks proteina globina i hema (porfirinski prsten s atomom željeza). Željezo se može nalaziti u reduciranom fero stanju ($Fe^{2+}$) ili oksidiranom feri stanju ($Fe^{3+}$). Oksigenacijom mioglobina nastaje svjetlo crveni oksimioglobin, dok daljnja oksidacija dovodi do nepoželjnog smeđeg metmioglobina.

Stabilnost pigmenata mesa ovisi o parcijalnom tlaku kisika ($O_2$), $pH$ vrijednosti, temperaturi i prisutnosti mikroorganizama. Svježe meso pakira se u ambalažu koja dozvoljava difuziju kisika radi održavanja oksimioglobina, dok se kod kuhanja globin denaturira i stvara smeđi hemikrom. Bakterije mogu uzrokovati kvarenje i promjenu boje u zelenu (npr. sulfmioglobin) ili žutu.

Salamureno meso i čimbenici promjene

Meso tretirano nitritima (salamureno) poprima specifičnu roza boju zbog nastanka nitrooksimioglobina, koji termičkom obradom prelazi u stabilni nitrozohemokromogen. Za očuvanje ove boje ključno je pakiranje u vakuumu radi isključivanja kisika koji bi uzrokovao oksidaciju u smeđi metmioglobin. Čimbenici poput niskih temperatura ($1\,^\circ C$ do $2\,^\circ C$) i dodatka askorbinske kiseline (kao reducensa) potiču zadržavanje poželjne crvene boje, dok kuhinjska sol može uzrokovati sivilo mesa.